数论整除规律的扩展

2014-04-29 01:11李宝林
数学学习与研究 2014年10期
关键词:扩展反证法

李宝林

【摘要】 本文為了证明 “一个数后n位能被2n整除,则这个数能被2n整除”及其逆命题,先从n = 4时入手,将数除以2 得到的商根据n = 1,2,3成立的情况下讨论,得到了n = 4时成立,并用类似的方法推广到一般项. 为了证明“若有一个数,这个数能被2n整除,则它的后n位能被2n整除”这个命题,先从n = 2入手用反证法证明了其成立,然后用类似的方法证明了n = 3时的情况并推广到一般项. 从而使原有的整除规律其中几条推广到了一般项.

【关键词】 整除;整除规律;反证法;扩展

整除规律第二条:若一个数尾数是偶数,则这个数能被2整除;整除规律第四条:若一个数最后两位能被4整除,则这个数能被4整除;整除规律第八条:若一个数后三位能被8整除,则这个数能被8整除. 我们有理由猜想是否一个数后四位能被16整除,这个数就能被16整除……一个数后n位能被2n整除,则这个数能被2n 整除. 再有,是否一个数能被2n整除 就能得到这个数后n位能被2n整除.

证明:

(一)若有一个数它的后n位能被2n整除,则这个数能被2n整除.

先证明n = 4的情况:若一个数的后4位能被16整除,则这个数能被16整除.

证明:设一个数…wxyz(“…”表示wxyz前面的数,wxyz是这个数的后四位).因为wxyz Mod16 = 0,则至少z是偶数,那么这个数至少能被2整除. 将这个数除2时除到倒数第5位时有以下两种情况:

(1)若第5位是奇数,则余下所得的数就和1wxyz除2所得的数相同. 则又有两种情况:

同理还可以连续除以3个2,在这种情况下猜想成立.

(2)若这个数的倒数第5数位是偶数,则除后4位时就不受倒数第5位的影响. 整除的结果和后4位■所得的效果相同. 对所得的数继续除2,出现的现象就和前面所讨论的一样了,所以还能连续整除3个2.

综上所述,若一个数的后4位能被16整除,则这个数能被16整除成立.

同理可证:若一个数的后5位能被32整除,则这个数能被32整除.

推广到一般式:若有一个数它的后n位能被2n整除,则这个数能被2n整除.

证明同上述,先将这个数除2,根据“它的后n位能被2n整除”这一条件可以推导除得的新数还能被2整除……一直到除完n个2为止.

(二)证明其逆命题:若有一个数,这个数能被2n整除,则它的后n位能被2n整除.

先证明n = 2的情况:若有一个数,它能被4整除,则它的后2位能被4整除.

类似可证明一般式:若有一个数能被2n整除,则这个数的后n位能被2n整除.

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